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關鍵詞:Zigbee、管道監測、GPRS/CDMA、無線數據傳輸網絡
應 用:石油管道遠程監測、天然氣管道監測、城市熱網管道監測
一、應用需求
石油管道、天然氣管道、城市熱網管道等輸送管道的維護監測中,如何保障輸送管道的安全是石油、天然氣和城市熱力部門的一項重要責任。但是近年來針對輸油、輸氣和熱力管道的打孔盜油、盜(dao)氣(qi)現(xian)象(xiang)非(fei)常(chang)嚴(yan)重(zhong),各(ge)管(guan)道(dao)儲(chu)運(yun)部(bu)門(men)投(tou)入(ru)大(da)量(liang)的(de)人(ren)力(li)物(wu)力(li)進(jin)行(xing)管(guan)道(dao)的(de)安(an)全(quan)保(bao)障(zhang)維(wei)護(hu)工(gong)作(zuo),很(hen)多(duo)儲(chu)運(yun)公(gong)司(si)都(dou)布(bu)置(zhi)了(le)大(da)量(liang)的(de)管(guan)道(dao)巡(xun)線(xian)人(ren)員(yuan),但(dan)是(shi)人(ren)工(gong)的(de)巡(xun)線(xian)方(fang)式(shi)並(bing)不(bu)能(neng)有(you)效(xiao)保(bao)證(zheng)管(guan)網(wang)的(de)安(an)全(quan)。因(yin)此(ci)對(dui)於(yu)管(guan)道(dao)的(de)儲(chu)運(yun)公(gong)司(si)來(lai)講(jiang),采(cai)用(yong)經(jing)濟(ji)合(he)理(li)的(de)方(fang)案(an)布(bu)置(zhi)24小時全天候的輸油管道監控係統,才能夠對於管網的安全給與有效的技術支持,從而減少損失。
二、係統概述
由(you)於(yu)油(you)氣(qi)管(guan)道(dao)的(de)空(kong)間(jian)跨(kua)度(du)很(hen)大(da),一(yi)般(ban)來(lai)講(jiang)都(dou)要(yao)綿(mian)延(yan)上(shang)百(bai)上(shang)千(qian)公(gong)裏(li),所(suo)以(yi)管(guan)道(dao)監(jian)控(kong)裝(zhuang)置(zhi)要(yao)布(bu)置(zhi)在(zai)較(jiao)大(da)的(de)空(kong)間(jian)跨(kua)度(du)上(shang),各(ge)監(jian)測(ce)節(jie)點(dian)成(cheng)鏈(lian)型(xing)線(xian)性(xing)分(fen)布(bu),所(suo)以(yi)數(shu)據(ju)的(de)傳(chuan)輸(shu)必(bi)須(xu)滿(man)足(zu)這(zhe)一(yi)空(kong)間(jian)要(yao)求(qiu),可(ke)以(yi)考(kao)慮(lv)采(cai)用(yong)經(jing)濟(ji)的(de)ZIGBEE無線數據傳輸方式。 由於油氣管道一般都是露天布置、yewaiwurenzhishoufangshigongzuo,suoyiyaoqiujiankongshebeibixushiheyewaigongzuo,juyoujiaogaodewendingxinghehuanjingshiyingnengli,xitonggongdianjuyoushuangdianyuanxitonghexudianchiyijitaiyangnengdianchi,tingdianshitaiyangnengdianchizidonggongdian,quebaozhengchangyouxiaogongzuo,duishanquhejulijiaoyuandejiancedian,haiyouyaocezhongjizhan,nengjieshoubingzhuanfaxinhao,yiyoutaiyangnengdianchigongdian,baochichangqikekaoyunxing。 需要采集輸油管道各個參數采集點的多種參數,比如壓力、流量、溫度等,數據返回監控中心便於進行綜合分析。 隨著無線通信技術的不斷發展,近年來出現了麵向低成本設備無線聯網要求的技術,稱之為zigbee,它是一種近距離、低複雜度、低功耗、低數據速率、低成本的雙向無線通信技術,主要適合於自動控製、遠程數據采集領域及家用設備聯網,我們采用zigbee技術和GPRS/CDMA技術結合,可以為管道監控係統的遠程數據傳輸通信提供很好的解決方案。
 ● 采用線型網絡結構,隨管道方向設置監測節點,數據采用多跳逐級路由發送
● 每個監測節點設置一個ZIGBEE路由節點,負責發送本節點數據,並負責中繼轉發其他節點數據
● 一個區域監測中心設置一個ZIGBEE中心節點
● ZIGBEE中心節點數據通過GPRS/CDMA或ADSL上傳到監測中心
三、Zigbee無線技術優點
設備省電
zigbee技術采用了多種節電的工作模式,可以確保兩節五號電池支持長達6個月到2年左右的使用時間;
通信可靠
zigbee采用了CSMA-CA的碰撞避免機製,同時為需要固定帶寬的通信業務預留了專用時隙,避免了發送數據時的競爭和衝突;MAC層采用了完全確認的數據傳輸機製,每個發送的數據包都必須等待接收方的確認信息;
網絡的自組織、自愈能力強
zigbee的自組織功能:無需人工幹預,網絡節點能夠感知其他節點的存在,並確定連接關係,組成結構化的網絡;
zigbee自愈功能:zengjiahuozheshanchuyigejiedian,jiedianweizhifashengbiandong,jiedianfashengguzhangdengdeng,wangluodounenggouziwoxiufu,bingduiwangluotuopujiegoujinxingxiangyingditiaozheng,wuxurengongganyu,baozhengzhenggexitongrengrannengzhengchanggongzuo。
具備自組織、自愈能力的無線通信網絡才是自動抄表係統最理想的通信方式。
成本低廉
設備的複雜程度低,且Zigbee協議是免專利費的,這些可以有效地降低設備成本;
Zigbee的工作頻段靈活,為免執照頻段的2.4GHz,就是沒有使用費的無線通信。
網絡容量大
一個ZigBee網絡可以容納最多254個從設備和一個主設備,一個區域內可以同時存在200多個ZigBee網絡;
數據安全
ZigBee提供了數據完整性檢查和鑒權功能,加密算法采用AES-128,同時各個應用可以靈活確定其安全屬性。
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